物理光学与应用光学第二章2课件.ppt

1、13011.51012rmmnnmm：一个球面半径，物像方的折射率，平行光的入射高度为。（）求实际出射光线的像方截距；（）求近轴光线的像距，并比较之。1n52.1 nCmmr30mmh10UII5.1130nnmmr解：mmhl10求实际光线的像方截距)1(313010sinrhI47.19IInInsinsin84.129/2sinIIUII63.684.1247.19IU74.8763.6sin84.12sin130)sinsin1(UIrL近轴光线的像距)2(rnnlnln3015.115.1 lmml902181803011.52mmmmrmmnn：一个高的物体位于折射球面前处，球面半

2、径，求像的位置、大小、正倒及虚实情况。解：1n52.1 n52.11nnmml180mmr30lyymmrmmlmmy3018018rlrlyy3006.1293018018 yrnnlnln30152.1180152.1 lmml06.129mmy49.847.01849.8yy缩小、倒立、实像BARRHHQQBFFA-xxf-fy-y-llx以物方焦点为原点的物距。称为焦物距。以F为起始点，x方向与光线方向一致为正。（图中为-）x以像方焦点为原点的像距。称为焦像距。以F 为起始点，x方向与光线方向一致为正。（图中为+）l 物方主点H为原点的物距，称为主物距。方向与光线方向一致为正。反之为负

3、（图中-）l 像方主点H为原点的像距，称为主像距。方向与光线方向一致为正。反之为负（图中+）BARRHHQQBFFA-xxf-fy-y-ll由以上两式得：f fxx 以焦点为原点的物像位置公式，通常称为BARRHHQQBFFA-xxf-fy-y-ll1lflfl l 两边同除得到以主点为原点的物像位置公式高斯公式BARRHHQQBFFA-xxf-fy-y-ll一、垂轴（横向）放大率yy 第一种表达方式：光组焦距一定时，物在距焦点距离不同时，垂轴放大率也不同。用焦物距、焦像距与焦距的表达的关系fxxfyy第二种表达方式：用主物距、主像距与焦距表达由牛顿公式：f fxx及物方焦距和像方焦距的关系公

4、式：f nfn 可以推出垂轴放大率的另一种形式：lnln当光组处于同一介质中时，n=n,有：llfxxffxxflxf;lfx再利用：dllddxxd定义：物体沿光轴移动一微小距离，与像点相应移动的位移之比。1）与共轴球面系统放大一致。2）光组位于同一介质，3）立方体不再是立方体，失真。2可导出：2nn三、角放大率角放大率定义：tguutg 由图：hutglltgulltguutg与物像位置有关AAFF NHH-uu光组某共轭面的横向放大率确定后，该共轭面的轴向、角放大率也确定了。xffx1位于同一介质中时：utgfyyftgu由将横向放大率公式代入上式并整理后可得:xff x11nnfffy

5、yftguutg可得:2nn1nn 角放大率=+1的一对共轭点即：1tguutg即：u=u物空间 物方节点 J 像空间 像方节点 J HHJJFFuu-f f 在节点处有=+1，根据角放大率公式有1jjxffx;fxjfxj所以有：以F，F 为原点。jxf HHJJFFuu-f f jxf 2022-7-23哈工大光电测控技术与装备研究所15性质：通过物方节点 的入射光线，经光组后其出射光线必经过像方节点且方向不变。在同一介质中，由于 f =-f,故有 x j=-x j 即此时节点J，J 与主点H，H 重合！HHJJFFuu用途：作图、周视摄影、测定主、节点 平行于光轴的光线入射光组，当光组绕

6、通过像方节点J的轴线摆动一个角度时，像点位置不变。用来寻找光学系统的主点、节点位置。HHJJAFHHJJAFa2022-7-23哈工大光电测控技术与装备研究所17节点架节点架BB1A1AAA1B1BJJ摄影物镜周视照相机1）被摄影对像排成圆弧；2）底片安装以像方节点J为圆心，成一圆弧；3）摄影时镜头绕J旋转；4）每一瞬时小范围成像。2022-7-23哈工大光电测控技术与装备研究所19B 四、用平行光管测定焦距的依据tanyf 光学系统在空气中，主点与节点重合。经过节点的光线出射后不改变方向。平行光管提供平行光束 平行光管物镜待测光学系统 平行光管测定焦距的原理1tan()yf 2tan()yf

7、12ffyy)分划板2022-7-23哈工大光电测控技术与装备研究所22FBABHHAF2022-7-23哈工大光电测控技术与装备研究所23HHFFJJFFABAB(a)JJFFABA(b)B2022-7-23哈工大光电测控技术与装备研究所25 在光学系统的应用中，通常将两个或两个以上的光学系统组合在一起使用。它相当于一个怎样的等效系统？它的等效焦距是多少？它的等效焦点，等效主点又在什么地方？两光组间距离 d：等于H1H2光学间隔：第一光组像方焦点与第二光组物方 焦点之间的距离F1F2。符号规定：F1到 F2，向右为正，反之为负。F1H1H1F1F2D D-f 1d2 f 1-f 2H2H2F

8、2 f 2等效光组的像方焦点、主点,以 F2 为原点确定，也可用 H2 为原点确定。同理，物方分别用 F1 和 H1 确定。用图解法求出组合光组的基点（面）：焦点、主点、焦距HQFuF1Q1Q1H1H1F1F2D D-f 1N11R1E1E22d22 f 1QHQ2Q2R1N1-f 2H2H2F2F-u f 2R2N2N2 f-f-xF-xH-lF-lHxFxHlFlHR2N2F1 和F 相对第二光组共轭（第一光组像方焦点和组合光组像方焦点）由牛顿公式，有：2222 ff xx D 2xF x x 2其中D222 ffx xF 有：HQFuF1Q1Q1H1H1F1F2D D-f 1N11R1E

9、1E22d22 f 1QHQ2Q2R1N1-f 2H2H2F2F-u f 2R2N2N2 f-f-xF-xH-lF-lHxFxHlFlHR2N2同理，F,F2 相对第一光组共轭，组合光组物方焦点和第二光组物方焦点其中Fxx 1D 1 x1111 ff xx 由牛顿公式：D11 ffxF 有：HQFuF1Q1Q1H1H1F1F2D D-f 1N11R1E1E22d22 f 1QHQ2Q2R1N1-f 2H2H2F2F-u f 2R2N2N2 f-f-xF-xH-lF-lHxFxHlFlHR2N2等效光组的物方焦点相对于一光组物方主点位置：)f(ff fffxlFFDD1111111 等效光组的像

10、方焦点相对于二光组像方主点位置：)f(f f ff f x lFFDD2222221 HQFuF1Q1Q1H1H1F1F2D D-f 1N11R1E1E22d22 f 1QHQ2Q2R1N1-f 2H2H2F2F-u f 2R2N2N2 f-f-xF-xH-lF-lHxFxHlFlHR2N2QHF N2H2F2222NHHQ f f 22111EFHQ f DQ1H1F1F1F2E2H2N2=F2E2由 QH=Q1H1D12 f f f 有：D21 f f f 所以：HQFuF1Q1Q1H1H1F1F2D D-f 1N11R1E1E22d22 f 1QHQ2Q2R1N1-f 2H2H2F2F-

11、u f 2R2N2N2 f-f-xF-xH-lF-lHxFxHlFlHR2N2同理，QHFF1H1N1 Q2H2F2F1E1F2D21fff 有：D21fff 所以：由 QH=Q2H2 H1N1=F 1E1111NHQHff 22211fQ HF E DHQFuF1Q1Q1H1H1F1F2D D-f 1N11R1E1E22d22 f 1QHQ2Q2R1N1-f 2H2H2F2F-u f 2R2N2N2 f-f-xF-xH-lF-lHxFxHlFlHR2N2代入焦距公式，光学间隔用主面间距代替df f f f f f f 212121D由图：D 21f fd21f fd DHQFuF1Q1Q1H

12、1H1F1F2D D-f 1N11R1E1E22d22 f 1QHQ2Q2R1N1-f 2H2H2F2F-u f 2R2N2N2 f-f-xF-xH-lF-lHxFxHlFlHR2N2将光组间距公式代入物距和像距公式，经整理并应用组合焦距公式，可以得到用合成焦距表示合成焦点位置计算公式：)1(1fdflF)1(2fdflF在同一介质内：d f f f f f 2121等效光组的焦点位置确定后，利用焦距公式可确定相应主点位置DDDD）212212222f f(f f f ff f ff f x xFH DDD)f f(fff fffxxFH2112111 HQFuF1Q1Q1H1H1F1F2D

13、D-f 1N11R1E1E22d22 f 1QHQ2Q2R1N1-f 2H2H2F2F-u f 2R2N2N2 f-f-xF-xH-lF-lHxFxHlFlHR2N2也可以用相对主点的距离来表示：DDDDD)()(21222122ffffffffxlHH11212fdffdffdfflFDDDDDDD)()(21112111ffffffffxlHH22211fdffdffdfflFDDHQFuF1Q1Q1H1H1F1F2D D-f 1N11R1E1E22d22 f 1QHQ2Q2R1N1-f 2H2H2F2F-u f 2R2N2N2 f-f-xF-xH-lF-lHxFxHlFlHR2N2仍为理

14、想光组，横向放大率为：xf f:等效光组物方焦距 x:物点到等效光组物方焦点的距离A FF1H1H1-x-x F-x1D1111 ffxxxxF D21fff DDDxffffffxffxf11211112112dffD 1212111dffff f1f 光焦度的定义2122121211fdff fff ff fD 两光组的组合焦距12f ff D系统处于同一介质中22ff 1212d 密接薄透镜组（d=0）12 1f 光焦度:（单位：屈光度）物理意义：反映光学系统的会聚或发散本领的数值。0100ff ，对光线不起偏折作用,无焦系统；，会聚作用(正)；，发散作用(负)。例：出射光束相对于入射光

15、束有很大的偏折效应。f 大短有限焦距系统比较 20 0 0，r2 0，r2。FF由透镜的焦距公式右边的分子、分母同除 r2。有：101rf(n)当 r2 时，上式可以写成：1122111nrf rd(n)n()(n)rr将此式代入主点位置公式得：Hdln 0Hl 平凸透镜恒为正透镜，其焦距与厚度无关。两个主平面一个与球面顶点相切，另一个位于透镜内部。HFH-f F f-f FH HF f HFH-f F f-f FH HF f-f FHH F f 1 22111nr rf f(n)n(rr)(n)d 当 d f 或 r透镜焦距公式中(n 1)d 可以略去。此时 d0，称为上面公式1 2211r

16、 rf f(n)(rr)由透镜主点位置公式，当 d=0，得：0HHll结论：两个主面与各个球面顶点重合，而且两主面 也彼此重合。FF FF FF HHJJABBA正透镜负透镜理想光学系统理论：理想光学系统理论：1、基本概念基本概念：理想光学系统、共轭、共线成像等理想光学系统、共轭、共线成像等2、共轴理想光学系统成像性质共轴理想光学系统成像性质3、基点与基面基点与基面：焦点焦点/面、主点面、主点/面、节点（包括物像两方）面、节点（包括物像两方）物像关系：物像关系：1、图解法求像图解法求像：典型光线、基点基面性质（课上例题）典型光线、基点基面性质（课上例题）2、解析法及应用解析法及应用：牛顿公式、

17、高斯公式牛顿公式、高斯公式 理想光学系统的组合：理想光学系统的组合：1）两光组组合的公式及计算）两光组组合的公式及计算 2）多光组组合计算（正切计算法）多光组组合计算（正切计算法）典型光学系统：典型光学系统：了解基本的了解基本的光路特点、成像特性等光路特点、成像特性等1、图解法求像、图解法求像2、解析法求像、解析法求像yfxyxfxxff1）牛顿公式：物像空间介质相同：ff yf lyfl 111llf2）高斯公式：1ffllfnfn 系统两焦距之间的关系：tantannyUn yU ll1112dffD 1、各光组间相对位置的表示22Ff fx D11Ff fxD12f ff D12f ff

18、 D2、两光组组合的参数计算：1(1)Fdlff2(1)Fdlff2Hdlff1()()HFFlfxffl 1Hdlff 2()()HFFlfxflf 像方焦点：物方焦点：像方主点：物方主点：11醉翁亭记 1反复朗读并背诵课文，培养文言语感。2结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。3把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。4体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下岳阳楼记，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者北宋大文学家、史学家欧阳修。

19、他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于岳阳楼记的千古名篇醉翁亭记。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(10071072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江西)人，因吉州原属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠，世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四

20、大家”。关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年(1045年)，参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。醉翁亭记就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字1初读文章，结合工具书梳理文章字词。2朗读文章，划分文

21、章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例环滁/皆山也。其/西南诸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，琅琊也。山行/六七里，渐闻/水声潺潺，而泻出于/两峰之间者，酿泉也。峰回/路转，有亭/翼然临于泉上者，醉翁亭也。作亭者/谁？山之僧/曰/智仙也。名之者/谁？太守/自谓也。太守与客来饮/于此，饮少/辄醉，而/年又最高，故/自号曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之间也。山水之乐，得之心/而寓之酒也。节奏划分思考“山行/六七里”为什么不能划分为“山/行六七里”？明确：“山行”意指“沿着山路走”，“山行”是个状中短语，不能将其割裂。“望之/蔚然而深秀者”为什么不能划分为“望之蔚然/而深秀者”

22、？明确：“蔚然而深秀”是两个并列的词，不宜割裂，“望之”是总起词语，故应从其后断句。【教学提示】引导学生在反复朗读的过程中划分朗读节奏，在划分节奏的过程中感知文意。对于部分结构复杂的句子，教师可做适当的讲解引导。目标导学三：结合注释，翻译训练1学生结合课下注释和工具书自行疏通文义，并画出不解之处。【教学提示】节奏划分与明确文意相辅相成，若能以节奏划分引导学生明确文意最好；若学生理解有限，亦可在解读文意后把握节奏划分。2以四人小组为单位，组内互助解疑，并尝试用“直译”与“意译”两种方法译读文章。3教师选择疑难句或值得翻译的句子，请学生用两种翻译方法进行翻译。翻译示例：若夫日出而林霏开，云归而岩穴

23、暝，晦明变化者，山间之朝暮也。野芳发而幽香，佳木秀而繁阴，风霜高洁，水落而石出者，山间之四时也。直译法：那太阳一出来，树林里的雾气散开，云雾聚拢，山谷就显得昏暗了，朝则自暗而明，暮则自明而暗，或暗或明，变化不一，这是山间早晚的景色。野花开放，有一股清幽的香味，好的树木枝叶繁茂，形成浓郁的绿荫。天高气爽，霜色洁白，泉水浅了，石底露出水面，这是山中四季的景色。意译法：太阳升起，山林里雾气开始消散，烟云聚拢，山谷又开始显得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明变化的，就是山中的朝暮。春天野花绽开并散发出阵阵幽香，夏日佳树繁茂并形成一片浓荫，秋天风高气爽，霜色洁白，冬日水枯而石底上露，如此，就是

24、山中的四季。【教学提示】翻译有直译与意译两种方式，直译锻炼学生用语的准确性，但可能会降低译文的美感；意译可加强译文的美感，培养学生的翻译兴趣，但可能会降低译文的准确性。因此，需两种翻译方式都做必要引导。全文直译内容见我的积累本。目标导学四：解读文段，把握文本内容1赏析第一段，说说本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此运用了怎样的艺术手法。明确：首先以“环滁皆山也”五字领起，将滁州的地理环境一笔勾出，点出醉翁亭坐落在群山之中，并纵观滁州全貌，鸟瞰群山环抱之景。接着作者将“镜头”全景移向局部，先写“西南诸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南诸峰之中，视野集中到最佳处。再写琅琊山“蔚然

25、而深秀”，点山“秀”，照应上文的“美”。又写酿泉，其名字透出了泉与酒的关系，好泉酿好酒，好酒叫人醉。“醉翁亭”的名字便暗中透出，然后引出“醉翁亭”来。作者利用空间变幻的手法，移步换景，由远及近，为我们描绘了一幅幅山水特写。2第二段主要写了什么？它和第一段有什么联系？明确：第二段利用时间推移，抓住朝暮及四季特点，描绘了对比鲜明的晦明变化图及四季风光图，写出了其中的“乐亦无穷”。第二段是第一段“山水之乐”的具体化。3第三段同样是写“乐”，但却是写的游人之乐，作者是如何写游人之乐的？明确：“滁人游”，前呼后应，扶老携幼，自由自在，热闹非凡；“太守宴”，溪深鱼肥，泉香酒洌，美味佳肴，应有尽有；“众宾欢

26、”，投壶下棋，觥筹交错，说说笑笑，无拘无束。如此勾画了游人之乐。4作者为什么要在第三段写游人之乐？明确：写滁人之游，描绘出一幅太平祥和的百姓游乐图。游乐场景映在太守的眼里，便多了一层政治清明的意味。太守在游人之乐中酒酣而醉，此醉是为山水之乐而醉，更是为能与百姓同乐而醉。体现太守与百姓关系融洽，“政通人和”才能有这样的乐。5第四段主要写了什么？明确：写宴会散、众人归的情景。目标导学五：深入解读，把握作者思想感情思考探究：作者以一个“乐”字贯穿全篇，却有两个句子别出深意，不单单是在写乐，而是另有所指，表达出另外一种情绪，请你找出这两个句子，说说这种情绪是什么。明确：醉翁之意不在酒，在乎山水之间也。

27、醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。这种情绪是作者遭贬谪后的抑郁，作者并未在文中袒露胸怀，只含蓄地说：“醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。”此句与醉翁亭的名称、“醉翁之意不在酒，在乎山水之间也”前后呼应，并与“滁人游”“太守宴”“众宾欢”“太守醉”连成一条抒情的线索，曲折地表达了作者内心复杂的思想感情。目标导学六：赏析文本，感受文本艺术特色1在把握作者复杂感情的基础上朗读文本。2反复朗读，请同学说说本文读来有哪些特点，为什么会有这些特点。(1)句法上大量运用骈偶句，并夹有散句，既整齐又富有变化，使文章越发显得音调铿锵，形成一种骈散结合的独特风格。如“野芳发而幽香，佳木秀而繁阴”“朝而往，暮而归，

28、四时之景不同，而乐亦无穷也”。(2)文章多用判断句，层次极其分明，抒情淋漓尽致，“也”“而”的反复运用，形成回环往复的韵律，使读者在诵读中获得美的享受。(3)文章写景优美，又多韵律，使人读来不仅能感受到绘画美，也能感受到韵律美。目标导学七：探索文本虚词，把握文言现象虚词“而”的用法用法 文本举例表并列1.蔚然而深秀者；2.溪深而鱼肥；3.泉香而酒洌；4.起坐而喧哗者表递进1.而年又最高；2.得之心而寓之酒也表承接1.渐闻水声潺潺，而泻出于两峰之间者；2.若夫日出而林霏开，云归而岩穴暝；3.野芳发而幽香，佳木秀而繁阴；4.水落而石出者；5.临溪而渔；6.太守归而宾客从也；7.人知从太守游而乐表修

29、饰1.朝而往，暮而归；2.杂然而前陈者表转折1.而不知人之乐；2.而不知太守之乐其乐也虚词“之”的用法用法文本举例表助词“的”1.泻出于两峰之间者；2.醉翁之意不在酒；3.山水之乐；4.山间之朝暮也；5.宴酣之乐位于主谓之间，取消句子独立性而不知太守之乐其乐也表代词1.望之蔚然而深秀者；2.名之者谁(指醉翁亭)；3.得之心而寓之酒也(指山水之乐)【教学提示】更多文言现象请参见我的积累本。三、板书设计路线：环滁琅琊山酿泉醉翁亭风景：朝暮之景四时之景山水之乐(醉景)风俗：滁人游太守宴众宾欢 太守醉宴游之乐(醉人)心情：禽鸟乐人之乐乐其乐与民同乐(醉情)可取之处重视朗读，有利于培养学生的文言语感，并通过节奏划分引导学生理解文意，突破了仅按注释疏通文义的桎梏，有利于引导学生自主思考；不单纯关注“直译”原则，同时培养学生的“意译”能力，引导学生关注文言文的美感，在一定程度上有助于培养学生的核心素养。不足之处文章难度相对较高，基础能力低的学生难以适应该教学。